Методы снижения выбросов оксидов азота в атмосферный воздух

Введение

Общие сведения о подразделении ТЭЦ — 3 филиала «Генерация» ОАО «Новосибирскэнерго»

Характеристика климатических условий района расположения предприятия Краткая характеристика объекта как источника загрязнения окружающей среды Аналитический обзор Химические методы Сухие методы Адсорбционные методы Каталитические методы Процесс глубокой очистки газов выбросов от оксида азота Высоко температурное (некаталитическое) восстановление аммиаком Жидкофазные (мокрые) методы денитрификации газов Физические методы Заключение Литература

Быстрый рост потребления энергии сопровождается, как известно, увеличением вредных выбросов, загрязняющих окружающую среду.

Тепловые электростанции и котельные, потребляя огромное количество газообразного, жидкого и твердого топлива, выбрасывают в атмосферу продукты сгорания, содержащие золу, оксиды серы и азота, а также (в меньших количествах) оксиды углерода и группу органических соединений, называемых полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ).

В последние годы при сооружении новых и расширении действующих ТЭС одной из основных проблем для проектировщиков становится обеспечение установленных санитарными органами предельно допустимых концентраций газообразных примесей (в первую очередь — оксидов азота) в атмосферном воздухе. После введения ГОСТ 17.2.3.02−78 (Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями) проблема ограничений выбросов оксидов азота приобретает большую остроту и для эксплуатационного персонала тепловых электростанций, обязанного соблюдать нормы предельно допустимых или временно согласованных выбросов по оксидам азота.

Учитывая важность этой проблемы, в большинстве научно-исследовательских институтов энергетического профиля в последние годы резко увеличен объем исследований, связанных с разработкой способов снижения образования оксидов азота в котлах или с очисткой от них дымовых газов. Значительные исследования в этой области проводятся также в США, Японии, Германии и некоторых других странах.

Главной проблемой, возникающей в результате присутствия в воздухе оксидов азота, является их токсическое воздействие на здоровье людей. На основании многих исследований установлено, что даже кратковременное (до 1 часа) воздействие диоксида азота в концентрации 47−140 мг/м³ может вызвать воспаление легких и бронхит. Повышенные концентрации оксидов азота в воздухе воздействуют не только на людей, но и на растительный мир, так при концентрациях от 280 до 560 мкг/м³ наблюдается повреждение томатов и бобовых.

Также следует отметить еще одну проблему, связанную с присутствием в атмосфере оксидов азота. Соединяясь с атмосферной влагой, оксиды азота образуют слабые растворы азотистой и азотной кислот. Это приводит к выпадению так называемых кислотных дождей. Под воздействием кислотных дождей происходит закисление почв и обеднение их питательными элементами. От кислотных дождей происходит деградация и полная гибель лесных массивов.

В местах интенсивного выброса оксидов азота (как правило в городах с развитой промышленностью и автомобильным движением) происходит снижение прозрачности атмосферы и образование фотохимического тумана — смога.

Основным антропогенным источником выброса оксида азота в атмосферу является сжигание ископаемого топлива стационарными установками при производстве теплоты и электроэнергии. Следовательно, важнейшим участком борьбы с загрязнением атмосферы оксидами азота является крупная энергетика. И в ближайшие десятилетия, вероятно, роль этого источника выбросов будет возрастать в связи с увеличением доли электроэнергии в балансе электрических ресурсов.

Все эти факторы и, в особенности концентрация энергетических мощностей, заставляют все развитые в промышленном отношении страны принимать меры к ограничению выбросов в атмосферу оксидов азота.

Общие сведения о подразделении ТЭЦ — 3 филиала «Генерация» ОАО «Новосибирскэнерго»

Подразделение ТЭЦ-3 филиала «Генерация» ОАО «Новосибирскэнерго» введена в эксплуатацию в 1942 году и находится в Ленинском районе города Новосибирска.

С северной стороны площадка ТЭЦ-3 примыкает к пойме реки Обь, с южной и западной граничит с предприятиями промплощадки Ленинского района: ОАО «Новосибирский металлургический завод имени Кузьмина», ОАО НПО «Сибсельмаш», ФГУП «Сибтекстильмаш спецтехника сервис».

Продукцией подразделения Новосибирская ТЭЦ-3 является тепловая (в виде горячей воды и пара) и электрическая энергии.

Установленная электрическая мощность ТЭЦ-3 на 01.01.2005 года составляет 389.5Мвт установленная тепловая мощность в паре — 55Гкал, в горячей воде — 1211 Гкал.

Подача тепловой энергии от ТЭЦ-3 потребителям осуществляется по двум выводам параллельно ТЭЦ-2 — в Ленинский и Кировский районы города и по отдельным выводам на прилегающие промплощадки прилегающих предприятий.

Электрическая энергия отпускается промышленным предприятиям, жилому фонду города, а также в единую энергосистему Сибири через систему линий электропередач и фидерные связи от открытых подстанций 110. 220кВ. и ГРУ 10кВ.

Характеристика климатических условий района расположения предприятия

Рельеф площадки расположения ТЭЦ-3 относительно спокойный. Новосибирская область расположена в той части Западно-Сибирской низменности, где наиболее явно выражены изменения природных условий, связанные с широтной зональностью климата. Ярко выражены 4 сезона года. Суровая и продолжительная зима с устойчивым снежным покровом от 20 см на юго-западе до 50−70 см на севере, в отдельные периоды с сильными ветрами и метелями. Возможны оттепели, но и они кратковременны и наблюдаются не ежегодно.

Снежный покров держится до 150 дней.

Преобладающее направление ветра — юго-западное и южное (24 и 25% соответственно).

Среднегодовая скорость ветра — 4,8 м/с.

Средняя максимальная температура наружного воздуха наиболее жаркого месяца — 24,6 .

Средняя температура наружного воздуха наиболее холодного месяца — минус 18,8.

Отличительной особенностью климата района является большая повторяемость инверсий, наличие которых значительно снижает рассеивающую способность атмосферы. Особенно часто приземные инверсии наблюдаются при штилевых ситуациях, в этих случаях создаются опасные застойные ситуации, способствующие накапливанию вредных примесей в атмосфере.

Краткая характеристика объекта как источника загрязнения окружающей среды

Новосибирская ТЭЦ-3 является одной из тепловых электростанций Новосибирской энергосистемы.

В состав ТЭЦ входят:

— котельный цех;

— склады угля;

— эстакада для слива мазута;

— мазутохранилище;

— система гидрозолошлакоудаления (ГЗУ);

— золоотвал.

Котельный цех В котельном цехе главного корпуса установлены 8 котлов БКЗ-320−140-ПТ работающие на Канско-Ачинских бурых углях. Отходящие газы от котлов поступают в атмосферу через дымовую трубу. Котлы ПК-10П работают на Кузнецком угле. Выброс загрязняющих веществ осуществляется через дымовые трубы. В атмосферу выбрасываются азота диоксид и оксид, углерода оксид, серы диоксид, бенз (а)перен, мазутная зола в пересчете на ванадий и угольная зола.

Склады угля Склад Канско-Ачинского угля представляет из себя площадку, огороженную стеной 11 метров с одной стороны и с двух сторон стеной высотой 4,6 м. Склад предназначен для приемки, временного хранения и подачи угля в бункера котельных агрегатов.

Склад Кузнецких углей представляет из себя рикрытую площадку, предназначенную для организованного временного хранения угля в специально подготовленном штабеле. Площадь основания штабеля-10 504.

Склады оборудованы галереей выдачи топлива на склад после вагоноопрокидывателей с ленточными конвейерами шириной 1400 мм, производительностью 600 т/час и галереей выдачи топлива со склада в схему подачи его в бункера котельных агрегатов с ленточных конвейеров шириной 1200 мм, производительностью 600 т/час.

Уголь поступает на склад по галерее и высыпается с галереи через специальные течки.

При формировании, хранении и подаче угля со склада выделяется угольная пыль. Эстакада для слива мазута На эстакаду устанавливают цистерну с мазутом и производят разогрев технологическим паром. После разогрева мазут сливают в приемную емкость, оттуда перекачивают его по трубопроводу в резервуары хранения.

Приемная емкость является неорганизованным источником поступления в атмосферу углеводородов и сероводорода.

Мазутохранилище Мазутохранилище предназначено для хранения аварийного запаса мазута и представляет собой 3 вертикальных резервуара объемом по 700. Во время заполнения резервуаров и при хранении мазута они являются источниками поступления в атмосферу углеводородов и сероводорода.

Золоотвал Удаление золы и шлака от котельных агрегатов осуществляется системой гидрошлакоудаления (ГЗУ). Водная смесь шлака и золы по каналам ГЗУ попадает в багерную насосную, откуда по разводке трубопроводов поступает на золоотвал. В чаше золоотвала находится пруд для отстоя и «осветления» воды. После выпусков золошлаковая смесь попадает на отмытые «пляжи», где постепенно, по мере движения в сторону пруда отфильтровывается. Вода, с остатками мелкодисперсной фракции золы, попадает в пруд — осветитель, отстаивается и через специальный шандорный колодец сбрасывается в протоку Малая Затонская. Пыление при сборе, транспортировке и складировании золы отсутствует.

Так как потребление мазута в годовом топливном балансе не превышает 0,3%, поэтому, в соответствии с п. 2.11 РД34.02. выбросы от сжигания этого топлива учитывались только в годовых нормах выброса.

Очистка уходящих дымовых газов от котлов осуществляется в золоочистных установках — электрофильтрах УГ-2−4-53, средняя эффективность очистки по золе составляет 97,71%.

Аналитический обзор

Учитывая важность проблемы защиты атмосферы от выбросов оксидов азота (NОx), в настоящее время резко возросло число публикаций, отражающих увеличение объема исследований, направленных на изучение механизмов образования оксидов азота при сжигании топлива и разработку методов снижения их уровня. Эти методы подразделяются на химические, физические и технологические.

Химические методы

загрязнение очистка оксид азот

Все химические методы очистки дымовых газов от оксидов азота — процессы денитрификации, как и процессы десульфуризации, можно разделить на сухие и мокрые. Особенностью первых является то, что в большинстве случаев они предназначены для избирательной очистки газов только от оксидов азота с образованием конечного продукта молекулярного азота. Мокрые (жидкофазные) методы можно разделить на процессы без регенерации абсорбента (одноразовое использование) и процессы с регенерацией абсорбента (т.е. абсорбент циркулирует по замкнутому контуру). Последние методы используют, как правило, для одновременной очистки дымовых газов от диоксида серы и оксидов азота. Конечными продуктами таких методов наряду с молекулярным азотом являются соединения, используемые в качестве удобрения. Реализация этих продуктов может в значительной степени компенсировать затраты на строительство и эксплуатацию установок очистки дымовых газов.

Сухие методы

К основным методам удаления NОx с помощью сухой очистки относятся:

— адсорбция;

— каталитическое восстановление;

— высокотемпературное (некаталитическое) восстановление аммиаком.

Адсорбционные методы

Адсорбционные методы — одни из самых распространенных средств защиты воздушного бассейна от загрязнений. Область применения современных адсорбентов в процессах очистки газов очень широка.

Основными промышленными адсорбентами являются активированные угли, сложные оксиды и импрегнированные сорбенты.

Активированный уголь (АУ) нейтрален как к полярным, так и к неполярным молекулам адсорбируемых соединений. АУ менее селективны, чем другие адсорбенты, и одни из немногих пригодны для работы во влажных газовых потоках.

Оксидные адсорбенты (ОА) обладают более высокой селективностью по отношению к полярным молекулам в силу собственного неоднородного распределения электрического потенциала. Их недостаток — снижение эффективности в присутствии влаги. К классу ОА относят силикагели, синтетические цеолиты, оксид алюминия. Даже синтетические цеолиты, приготовленные с заданными размерами пор, не позволяют преодолеть предпочтительность адсорбции полярных молекул. Вследствие этого при наличии паров воды эти цеолиты не поглощают те молекулы, размеры которых соответствуют их пористой структуре.

Импрегнированные адсорбенты (ИА) бывают:

— с пропиткой, представляющий химический реагент, который позволяет превращать за счет химической реакции трудноадсорбируемое соединение в легкоадсорбируемое;

— ИА, в которых пропитка играет роль катализатора разложение удаляемых примесей.

— ИА с периодически действующей в качестве катализатора пропиткой.

Адсорбция молекул газообразного вещества на поверхности твердого адсорбента сопровождается выделением тепла, количество которого зависит от природы образующихся связей между молекулами адсорбируемого вещества и адсорбента. Различают физическую и химическую адсорбцию (хемосорбцию). В последнем случае теплота адсорбции значительно выше, чем в первом, что создает дополнительные проблемы перегрева адсорбента в ходе очистки газов и усложняет аппаратурное оформление процесса.

Для проведения процесса адсорбции разработана различное аппаратурное оформление. Наиболее распространены адсорберы с неподвижным слоем гранулированного или сотового адсорбента. Процессы непрерывного осуществления адсорбции с регенерации адсорбента в отдельных аппаратах позволяют создавать системы с движущимся зернистым слоем адсорбента, через который непрерывно фильтруется газовая смесь. Адсорберы могут быть одноили многосекционными. В каждой из секций зернистый слой адсорбента находится в псевдоожиженном состоянии. Отдельно можно выделить адсорберы с «текущим» адсорбентом. В зависимости от мест ввода и вывода частиц возможно организация «течения» адсорбента по различным линиям движения. Достаточно распространены также адсорберы с движущимся плотным слоем адсорбента.

Американской фирмой «Юнион Карбайд» разработан процесс очистки отходящих газов от оксидов азота на молекулярных ситах, получивший название «Пуре Сив». Очищаемые отходящие газы содержат 3500 см ³/ м ³ NОx, 6000 см³/ м³ паров воды, 3% кислорода. Процесс каталитического окисления NО в NО₂ осуществляется на молекулярных ситах при 10 ата с последующей адсорбцией NО₂. Система состоит из двух слоев адсорбента: один — адсорбирует, другой — регенерирует. Процесс позволяет снизить NОx в отходящих газах до концентрации 10 см³ / м ³ и увеличить выход НNО₃ на 2,5%.Адсорбционная способность молекулярных сит сохраняется достаточно долго, а как катализатор окисления они служат более двух лет. 6]

Научно — технический центр «ЭКОСОРБ» Ассоциации «Космонавтика — Человечеству» является разработчиком технологии очистки отходящих газов от NОx и SO₂ на основе адсорбционно — восстановительного метода с использованием углеродных активированных сорбентов. Результаты экспериментальных исследований и опытно — промышленных испытаний, в том числе на Иркутской ТЭЦ — 10, котельных Кузбасса, положены в основу проекта установки по очистке отходящих газов от NОx и SО₂ производительностью около 50 тыс. м ³/ ч.

Запатентована установка и способ очистки отходящих газов, основанный на адсорбции токсичных компонентов из отходящих газов углеродным адсорбентом, регенерации адсорбентов и восстановлении продуктов реакции углеродом до нетоксичных компонентов.

Отсюда наименование способа: адсорбционно — восстановительный (АВ). Предлагаемый способ позволяет проводить совместную очистку газов от NОx и SО₂ в две стадии, также разделительную очистку либо от NОx, либо от SО₂. Целью разработки является повышение эффективности и экономичности процесса очистки отходящих газов, повышение эксплуатационной надежности технологического оборудования.

Каталитические методы

Каталитические методы обезвреживания газов позволяют эффективно производить очистку газов от оксидов азота. При использовании этих методов, как правило, проводят восстановление оксидов азота восстанавливающими агентами: NH₃, СО, СН₄ другие углеводороды, Н₂, коксовый газ, из которых чаще всего применяют аммиак. В качестве катализаторов используют кокс, металлы платиновой подгруппы, оксидов, гидроксидов и солей металлов переменной валентности. Катализаторы изготавливают в виде шаров, гранул, пластин, трубок, колец. В последнее время одной из наиболее оптимальных форм их применения считают блоки сотовой структуры. 17]

Общую схему каталитических методов восстановления можно представить в следующем виде:

вoсстановление

NОx —————— N₂ + H₂О

Каталитические методы дают возможность:

— перерабатывать многокомпонентные газы с малыми концентрациями вредных примесей;

— добиваться высоких степеней очистки;

— вести процесс непрерывно;

— избегать в большинстве случаев образование вторичных загрязнителей;

— переводить экологически опасные примеси в безвредные или даже в полезные.

Недостатки каталитических методов связаны чаще всего с проблемами поиска, приготовления дешевых катализаторов и обеспечения их длительной эксплуатации.

Промышленно освоенные каталитические методы восстановления NОx условно можно разделить на два основных класса:

— высокотемпературное каталитическое восстановление, которое протекает только в бескислородной среде при использовании в качестве восстановителя горючих газов;

— селективное каталитическое восстановление, особенностью которого является взаимодействие восстановителя с оксидами азота в присутствии кислорода Высокотемпературное каталитическое восстановление осуществляют в присутствии газов восстановителей водорода, оксида углерода, углеводородов (пары керосина, нефтяной и природный газ) Для начала реакции газы должны быть нагреты в зависимости от природы катализатора и восстановителя до 200−480С. Нижний предел соответствует восстановлению NОx водородом при использовании в качестве катализатора платины на носителе. Температура 480С необходима при восстановлении природным газом. Оксиды азота восстанавливаются до N₂. Процесс восстановления оксидов азота горючими газами требует первоначального «выжигания» кислорода, что сопровождается повышением температуры.

Процессы неселективного высокотемпературного каталитического восстановления применительно к газаx ТЭС развиваются в Германии. Первоначально проводят восстановление оксидов азота за счет ввода в топливные газы метана. Процесс протекает при температуре 450С на катализаторе из благородных металлов. Затем на втором катализаторе при 400С осуществляется окисление SО₂ в SО₃ с последующим получением серной кислоты. Одним из вариантов этого процесса является каталитическое восстановление NОx и SО₂ метаном при недостатке кислорода до N₂ и H₂S с последующим получением из H₂S товарной серы. В рассматриваемых случаях отмечается явление коррозии металла и рост затрат на восстановитель — метан.

К недостаткам метода высокотемпературного каталитического восстановления следует отнести высокую начальную температуру реакции, значительный расход восстановителей на «выжигании» кислорода, затраты на утилизацию тепла отходящих газов и поддержание необходимого температурного режима процесса (Т < 850C), появление выбросов оксида углерода.

В последнее время появились разработки катализаторов, позволяющие восстанавливать оксиды азота углеводородами (пропан-бутан) в присутствии кислорода. Катализаторы для такого процесса представляют собой цеолиты типа ZSM-5, промонтированные медью, или перовскиты. Процесс осуществляется при температурах 450−800С, времени контакта по катализатору -0,2−0,3с.Эффективность удаления NОx достигает 95% при отношении концентрации оксидов азота и восстановителя (пропан-бутан) -1:2 и содержания кислорода в очищаемых газах — 3 -5%. 12]

Селективное каталитическое восстановление (СКВ) наиболее распространено для очистки газов от NОx. Особенностью процесса является взаимодействие восстановителя с оксидами азота в присутствии кислорода. Таким восстановителем, широко применяемым в промышленных условиях, является аммиак.

Основными реакциями, протекающими при восстановлении оксидов азота в кислородсодержащей среде, являются следующие:

4NH₃+4NO+O₂—4N₂+6H₂O

8NH₃+6NO₂—7N₂+12H₂O

4NH₃+5O₂—4NO+6H₂O

4NH₃ +3O₂—2N₂+6H₂O

2NH₃+2O₂—N₂O+3H₂O

Оптимальной для протекания реакции восстановления в зависимости от катализатора и носителя считается температура 200 — 400С. Основными промышленными катализаторами селективного восстановления оксидов азота аммиаком являются ванадийсодержащие катализаторы. Пентоксид ванадия имеет высокую активность при относительно низких температурах (< 400C), значительную устойчивость к воздействию оксидов серы. Это свойство катализатора делает его пригодным для обезвреживания газов ТЭС.

Основные области применения методов СКВ — это очистка отходящих газов от NОx в производстве азотистой кислоты и дымовых газов при сжигании топлива. Общая доля установок селективного каталитического восстановления NОx в дымовых газах в Японии и США оценивается в 65% (от общего числа установок очистки от NОx). По некоторым оценкам, к 2000 году треть всего производства аммиака в США потребуется для селективного каталитического восстановления NОx. 3]

Применение метода СКВ для очистки газов ТЭС имеет ряд особенностей, связанных с запыленностью отходящих газов, их сравнительно высокой температурой, а также содержание в них диоксида серы. Эти особенности обуславливают работы по созданию значительного разнообразия технологических схем. Дымовые газы ТЭС перед очисткой от NОx могут быть очищены от пыли и диоксида серы для увеличения срока службы катализатора. Однако это приведет к их охлаждению и резко увеличит стоимость их денитрификации (примерно на 30%) за счет повторного нагрева. Для нагрева может быть использован движущий слой катализатора (в частности кокс).

Процесс глубокой очистки газов выбросов от оксида азота

Процесс предназначен для уменьшения содержания токсичных оксидов азота, образующихся в тепловых агрегатах при сжигании любого вида органического топлива. Предлагаемый процесс позволяет практически полностью очистить газовые выбросы от оксидов азота и, таким образом, обеспечить любые требования по выбросам этих соединений в атмосферу.

Процесс сочетает в себе элементы каталитического и некаталитического восстановления оксидов азота, при этом доля каждой стадии в суммарной эффективности различна в зависимости от условий проведения процесса.

Предлагаемый процесс характеризуется следующими преимуществами по сравнению с известными методами очистки газов:

Итоговая эффективность очистки при любом режиме работы теплового агрегата близка к 100% и остается постоянной во всем диапазоне изменения нагрузки.

Процесс глубокой очистки газов от оксидов азота может применяться практически во всех отраслях промышленности на тепловых агрегатах, использующих органическое топливо. Его технические возможности позволяют достичь высокой эффективности в тех случаях, когда другие известные методы не приводят к желаемому результату. В основном это относится к тепловым агрегатам, работающим с переменной нагрузкой. К ним относятся паровые, водогрейные и энергетические котлы, дизельные двигатели различного назначения, газотурбинные установки, газомотокомпрессоры и др.

Широко распространенные в Западной Европе системы SCR рассчитаны на использование в качестве восстановителя оксидов азота газообразного аммиака. В то же время известно, что использование аммиака в больших количествах в условиях крупных городов представляет собой дополнительную экологическую проблему, поэтому во многих странах существуют жесткие ограничения на его использование. Все действующие системы SCR могут быть легко переоборудованы для использования предлагаемого процесса без применения аммиака и без замены каталитического блока.

Высоко температурное (некаталитическое) восстановление аммиаком

В последнее время в литературных данных этот метод называют — гомогенное восстановление аммиаком.

Одним из наиболее простых и дешевых газофазных технологий денитрификации газов являются термические (деструктивные) методы. Они основаны на термическом разложении оксидов азота путем их перевода в соединения с низкой температурой разложения.

Суть метода заключается в том, что к газу, содержащему NОx, добавляют газообразный аммиак, количество которого стехиометрически соответствует содержанию оксидов азота. При наличии водяных паров в газовой фазе протекает реакция избирательного взаимодействия аммиака с оксидами азота.

Образующиеся при этом аэрозоли нитрита и нитрата аммония имеют температуру разложения в 4−5 раз ниже, чем у оксидов азота. Вместе с газом они направляются в камеру дожигания, где поддерживается температура 240 — 250С. 16] Одним из разработчиков процесса гомогенного восстановления аммиаком считается американская фирма «Exxon». Процесс очистки основывается на протекании следующей основной реакции:

2NO + 2NH₃ + ½O₂ — 2N₂ + 3H₂O.

Восстановление протекает в основном при 900 — 1000С. При более высоких температурах возрастает окисление аммиака в оксиды азота по реакции:

NH₃ + 5/4O₂ — NO + 3/2H₂O,

и снижается степень очистки.

Жидкофазные (мокрые) методы денитрификации газов

Поглощение оксидов азота отходящих газов различными жидкими поглотителями является одним из распространенных и давно используемых в промышленности способов. Доступность методов абсорбционной очистки в большой мере определяется тем, что в отличии от большинства сухих способов, они не зависят от колебаний концентрации примеси на входе и не требуют применения высоких температур.

Жидкофазные методы можно разделить на два основных блока:

— абсорбционные методы без регенерации абсорбента. Существенным их недостатком является образование отработанных абсорбционных растворов, требующих дальнейшей переработки.

— абсорбционные методы с регенерацией абсорбента, т. е. когда абсорбент циркулирует по замкнутому контуру. Из системы выводятся только продукты утилизации. Это безусловно более перспективные способы, так как позволяют утилизировать оксиды азота в виде товарных продуктов и не создают массовых стоков.

Кроме общего разделения жидкофазных методов на два основных блока, для понимания физико — химических основ рассматриваемых процессов, можно предложить следующую классификацию абсорбционных методов очистки газов от NОx:

— окислительно — абсорбционные, когда окисление NO проводится в газовой фазе перед стадией абсорбции с использованием таких окислителей, как О₂, О₃, Cl₂, ClO₂, Cl₂O, воздух, пары HNO₃ и т. п.;

— абсорбционно — окислительные, когда окислитель дозируется в сорбционный раствор. В качестве окислителей используют довольно широкий спектр соединения: KbrO₃, KmnO₄, H₂O₂ в виде калатрата с мочевиной и др.

— окислительно — абсорбционно — восстановительные, когда увеличение эффективности извлечения NОx из газа проводят окисление NО в газовой фазе до оптимального соотношения, а восстановитель входит в состав сорбционного раствора;

— абсорбционно — восстановительные, из восстановителей применяют NH₄OH, сульфамиловую кислоту, гидроксиломин, тиосульфаты, карбомиды, амины и т. д.

Физические методы

К физическим методам очистки дымовых газов от оксидов азота можно отнести удаление их при воздействии микросекундного пучка электронов.

В настоящее время интенсивно исследуются электрофизические методы очистки дымовых газов. В их основе лежит использование для ионизации газа различного рода электрических разрядов и электронных пучков. В ионизированном с их помощью влажном газе протекают реакции образования свободных радикалов типа О, ОН, О₂Н. Эти радикалы вступают в реакции с оксидами азота, в результате чего образуется азотная кислота. При добавлении аммиака кислота образует соли аммония в виде твердого порошка, которые улавливаются с помощью различного рода фильтров. С точки зрения получения низких энергозатрат эффективно использование электронных пучков. В связи с достаточной технологической проработкой для этих целей применяются непрерывные ускорители, формирующие электронные пучки с плотностью тока 10^-9 — 10^-5 А/см². При этом достигаются высокая степень очистки от оксидов азота — до 98 — 100%, затраты энергии на удаление одной токсичной молекулы составляет величину 15 — 20 еV

Заключение

Производственная практика проходила в период с 09.06.2014 г. по 09.07.2014 г. в подразделении ТЭЦ-3 ОАО «СИБЭКО» расположенном в Ленинском районе города Новосибирска. Продукцией предприятия является производство тепловой и электрической энергии. ТЭЦ-3 снабжает теплом потребителей в Ленинском и Кировском районах.

В процессе производства тепловой и электрической энергии от ТЭЦ-3 в атмосферный воздух выбрасываются такие вещества как, серы диоксид, азота диоксид, пыль неорганическая, азота оксид, углерода оксид.

Учитывая важность проблемы защиты атмосферы от выбросов оксидов азота (NОx), в настоящее время резко возросло число публикаций, отражающих увеличение объема исследований, направленных на изучение механизмов образования оксидов азота при сжигании топлива и разработку методов снижения их уровня. Эти методы подразделяются на химические, физические и технологические.

1. Инструкция по нормированию выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для тепловых электростанций и котельных РД 153−34.0−02.303−98.

2. Проект предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферу.

3. Котлер В. Р. Оксиды азота в дымовых газах котлов. — М.: Энергоатомиздат, 1987. -144 с.

4. Патент РФ № 4 515 605 С1 6 В 01 D 53/56, 1997 Салова Т. Ю., Николаенко А. В. Способ очистки газов от оксидов азота.